Year 2020, Volume 5 , Issue 2, Pages 14 - 39 2020-12-30

Geochemical Behavior of the Redox Sensitive Elements in Reduction Environments An Example from Turkey: Bozcahöyük (Seyitömer / Kütahya) Field Bituminous Rocks
REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR

Ali SARI [1] , Öncü ARSLAN [2]


Elements sensitive to redox; Molybdenum (Mo), Nickel (Ni), Uranium (U), Vanadium (V), Copper (Cu), Cobalt (Co) and Zinc (Zn). Correlation rela-tionships between these elements with detritic ele-ments (Al, Ti, K, Sc, Fe, Si) and organic matter (% TOC) indicate that the redox conditions are anoxic. High and very high correlations of % TOC with Mo (r.=.0.933 pearson correlation coefficient) and Ni (r.=.0.703, pearson correlation coefficient) indicate that organic matter plays a crucial role in the transport of Mo and Ni into the sediment. Moderate correlation relationships of % TOC with Uranium (U) (r.=.0.484, pearson correlation coefficient) and Cobalt (Co) (r.=.0.409 pearson correlation coeffi-cient) indicate that these elements are absorbed or adsorbed into organic matter to transport into the sediment. Although iron (Fe) is not a redox-sensitive element, the moderate correlation rela-tionships between % TOC and Fe (r.=.0.441, pear-son correlation coefficient) indicates that these ele-ment are absorbed or adsorbed into organic matter to transport into the sediment. Although Vanadium (V) and Zinc (Zn) elements are generally reliable redox indicator elements, they are determined to be of detritic origin in Bozcahöyük area. Very weak and weak correlation relationships between organ-ic matter (% TOC) and vanadium (r.=.–.0,116, pear-son correlation coefficient), zinc (r.=.–.0,201, pear-son correlation coefficient) and copper (r.=.0.335, pearson correlation coefficient) indicate that organ-ic matter has no role in transporting these elements into sediment. V and Zn elements were found to be detritic origin in bituminous rocks of Bozcahöyük area. Therefore, they cannot be a reliable redox in-dicator element for this study.
Redoksa duyarlı elementler; Molibden (Mo), Nikel (Ni), Uranyum (U), Vanadyum (V), Bakır (Cu), Kobalt (Co) ve Çinko (Zn)’dur. Bu elementlerin detritik elementler (Al, Ti, K, Sc, Fe, Si) ve organik madde (%TOC) ile olan korelasyon ilişkileri redoks koşullarının anaoksik olduğuna işaret etmektedir. %TOC ile Mo (r.=.0.933 pearson korelasyon katsayısı) ve Ni’nin (r.=.0.703, pearson katsayısı) yüksek ve çok yüksek dereceli korelasyonları Mo ve Ni’in sediman içerisine taşınmasında organik maddenin çok önemli bir rol oynadığını göstermektedir. %TOC'un Uranyum (U) (r.=.0.484, pearson korelasyon katsayısı) ve Kobalt’la (Co) (r.=.0.409 pearson korelasyon katsayısı) orta düzeydeki korelasyon ilişkileri, bu elementlerin sediman içerisine taşınmasında organik maddeye absorpsiyon ya da adsorpsiyon olduklarını belirtir. Demir (Fe) redoksa duyarlı bir element olmamasına rağmen %TOC ve Fe (r.=.0.441, pearson korelasyon katsayısı) arasındaki orta düzeydeki korelasyon, sediman içerisine taşınmasında organik maddeye absorpsiyon ya da adsorpsiyon olduğunu belirtir. Vanadyum (V) ve Çinko (Zn) elementleri genellikle güvenilir bir redoks göstergesi element olmalarına rağmen, Bozcahöyük sahasında detritik kaynaklı oldukları belirlenmiştir. Organik madde (%TOC) ile Vanadyum (V) (r.=.–.0.116 pearson korelasyon katsayısı), Çinko (Zn) (r.=.–.0.201, pearson korelasyon katsayısı) ve Bakır (Cu)’ın (r.=.0.335, pearson korelasyon katsayısı) arasındaki çok zayıf ve zayıf düzeydeki korelasyon ilişkileri, bu elementlerin sediman içerisine taşınmalarında organik maddenin rolünün olmadığını gösterir. V ve Zn elementlerinin Bozcahöyük sahası bitümlü kayaçlarında detritik kaynaklı oldukları belirlenmiştir. Bu nedenle, bu çalışmada için güvenilir redoks belirteci elementler olamazlar.
  • Algeo T.J. & Lyons T.W., 2006. Mo-total organic carbon covariation in modern anoxic marine envi-ronments: Implications for analysis of paleoredox and paleohydrographic conditions, Paleoceanogr, 21, 1-23.
  • Algeo T.J. & Maynard J.B., 2004. Trace-element be-havior and redox facies in core shales of Upper Pennsylvanian Kansas-type cyclothems, Chem. Geol., 206, 289–318.
  • Algeo T.J., Lyons T.W., Blakey R.C., Over D.J., 2007. Hydrographic conditions of the Devono–Carboniferous North American Seaway inferred from sedimentary Mo–TOC relationships, Palaeoge-ogr, Palaeoclimatol, Palaeoecol, 256, 204–230.
  • Algeo T.J. & Tribovillard N., 2009. Environmental analysis of paleoceanographic systems based on molybdenum–uranium covariation, Chem. Geol., 268, 211–225.
  • Anderson D. & Lewis R., 2014. Cretaceous Mudrocks of the Graneros-Greenhorn-Niobrara Cylothems, Pueblo, Colorado. AAPG Student Chapter Field Trip Guidebook, Nov. 9, pp. 1-55.
  • Berrang P.G. & Grill. E.V., 1974. The effect of man-ganese oxide scavenging on molybdenum in Saan-ich Inlet, British Columbia. Mar. Chem., 2, 125-148.
  • Bertine K.K. & Turekian K., 1973. Molybdenum in marine deposits, Geochim. Cosmochim. Acta, 37, 1415-1434.
  • Blood R., Lash G., Bridges L., 2013. Biogenic Silica in the Devonian Shale Succession of the Appala-chian Basin, USA. Search and Discovery Article #50864. Posted September 23, 2013 *Adapted from oral presentation given at AAPG 2013 Annual Convention and Exhibition, Pittsburgh, Pennsylvania, May 19-22, 2013.
  • Breit G.N. & Wanty R.B., 1991. Vanadium accumu-lation in carbonaceous rocks: a review of geochemi-cal controls during deposition and diagenesis. Chem. Geol., 91, 83–97.
  • Büyük F., 2019. Bozcahöyük (Seyitömer/Kütahya) havzası bitümlü şeyllerinin organik jeokimyasal değerlendirmesi ve hidrokarbon potansiyeli. Ank. Üni. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi. 167s, Yayımlanmamış.
  • Calvert S.E. & Pedersen T.F., 1993. Geochemistry of recent oxic and anoxic marine sedi-ments:implications for the geologic record. Mar. Geol. 113, 67-88. Carvounides M., 1915. Seyitömer linyiti, Anadolu Osmanlı Demiryolları Müdüriyeti. MTA Raporu, No.49 (yayınlanmamış),Ankara.
  • Crusius J., Calvert S., Pedersen T., Sage D., 1996. Rhenium and molybdenum enrichments in sedi-ments as indicators of oxic, suboxic and sulfidic conditions of deposition. Earth and Planet. Sci., 96, 65–78.
  • Cruse A. & Lyons T., 2004. Trace metal record of regional paleoenvironmental variability in Penn-sylvanian (Upper Carboniferous) black shales, Chem. Geol, 206, 319-345.
  • Dunk J.R., Zielinski W.J., West K., Schmidt K., Baldwin J., Perrochet J., Schlick K., Ford J., 2002. Distributions of rare mollusks relative to reserved lands in northern California, Northwest Sci., 76, 249–256.
  • Emelyanov E.M. & Shimkus K.M., 1986. Geochem-istry and Sedimentology of the Mediterranean Sea, Reidel, Dordrecht, 553 pp.
  • Frogner P., Gislason S.R. and Oskarsson N., 2001. Fertilizing potential of volcanic ash in ocean sur-face water. Geol., 29, 487–490.
  • Gregory J.M., Andrews T., Good P., 2015. The in-constancy of the transient climate response param-eter under increasing CO2, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A, 373, 20140417, doi:.10.1098/rsta.2014.0417.
  • Guo A.M., Arbab A.S., Falck J.R., Chen P., Edwards P.A., Roman R.J., Scicli A.G., 2007. Activation of vascular endothelial growth factor through reactive oxygen species mediates 20-hydroxyeicosatetraenoic acid-induced endothelial cell proliferation. J Pharmacol Exp. Ther. 321, 18–27.
  • Hatch J.R. & Leventhal J.S., 1992. Relationship be-tween inferred redox potential of the depositional environment and geochemistry of the Upper Penn-sylvanian (Missourian) stark shale member of the Dennis Limestone, Wabaunsee County, Kansas, USA. Chem. Geol., 99, 65–82.
  • Jones C.E., Jenkyns H.C., 2001. Seawater strontium isotopes, oceanic anoxic events, and seafloor hydro-thermal activity in the Jurassic and Cretaceous, Amer. J. of Sci., 301, 112–149.
  • Jones B. & Manning A.C.D., 1994. Comparaison of geochemical indices used for the interpretation of paleoredox conditions in ancient mudstones, Chem. Geol., 111, 111-129.
  • Lisitzin A.P., Gurvich E.G., Lukashin N., Emeli-anov E.M., Zverinskaya LB., Kurinov A.D., 1980. Geochemistry of the Hydrolyzing Elements, Nauka, Moscow, 239pp. Klinkhammer G. & Palmer M., 1991. Uranium in the oceans: Where it goes and why. Geochim. et Cos-mochim. Acta, 55, 1799–1806.
  • Langmuir D., 1978. Uranium solution-mineral equilibria at low temperatures with applications to sedimentary ore deposits. Geochim. et Cosmochim. Acta, 42, 547-69. Lewan M.D., 1984. Factors controlling the propor-tionality of vanadium to nickel in crude oils, Geo-chim. et Cosmochim.Acta, 48, 2231-2238.
  • Milnes A.R. & Fitzpatrick R.W., 1989. Titanium and Zirconium. In J. B. Dixon & S. B. Weed (Eds.), Min-erals in Soil Environments (2 ed., pp. 1132-1205). Soil Sci. Soc. of Am., Madison, Wisconsin, USA.
  • Morford J.L. & Emerson S., 1999. The geochemistry of redox sensitive trace metals in sediments. Geo-chim. et Cosmochim. Acta, 63, 1735–1750.
  • Morford J.L. & Emerson S.R., Breckel E.J., Kim S.H., 2005. Diagenesis of oxyanions (V, U, Re, and Mo) in pore waters and sediments from a continental margin. Geochim. et Cosmochim. Acta, 69, 5021–5032.
  • Peters K.E. & Cassa M.R., 1994. Applied source rock geochemistry, Eds: Magoon L.B. and Dow W.G., The petroleum system from source to trap: AAPG Memoir, 60, 93-120.
  • Peterson J. & Mac Donell M., 2007. Zirconium, Ra-diological and Chemical Fact Sheets to Support Health Risk Analyses for Contaminated Areas (PDF). Argonne National Laboratory. pp. 64–65. Ar-chived from the original (PDF) on 2008-05-28. Re-trieved 2008-02-26.
  • Piper D.Z. & Calvert S.E., 2009. A marine biogeo-chemical perspective on black shale deposition. Earth-Sci. Rev., 95, 63–96.
  • Rimmer S.M., 2004. Geochemical paleoredox indi-cators in Devonian–Mississippian black shales, Central Appalachian Basin (USA). Chem. Geol., 206, 373–391.
  • Riquier L., Tribovillard N., Averbuch O., Devleeschouwer X., Riboulleau A., 2006. The Late Frasnian Kellwasser horizons of the Harz Moun-tains (Germany): Two oxygen-deficient periods resulting from different mechanisms, Chem. Geol., 233, 137–155.
  • Ross D.J.K. & Bustin R.M., 2009. Investigating the use of sedimentary geochemical proxies for pale-oenvironment interpretation of thermally mature organic-rich strata: Examples from the Devonian–Mississippian shales, Western Canadian Sedimen-tary Basin, Chem. Geol., 260, 1–19.
  • Rowe H., Hughes N., Robinson K., 2012. The quan-tification and application of handheld energy-dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) in mudrock chemostratigraphy and geochemistry, Chem. Geol., 324-325, 122-131
  • Sageman B.B. & Lyons T.W., 2003. Geochemistry of fine-grained sediments and sedimentary rocks, Ed: MacKenzi F., Treatise on Geochemistry, Elsevier, Vol. 7, NY, p.115-158.
  • Sarıyıldız M., 1990. Seyitömer (Kütahya) KB’sindeki kömürlü Neojen kayalarının jeolojisi, Dokuz Eylül Üniversitesi Araştırma Raporları, No: FBE/JEO-89-AR104, 28s, İzmir. Scherbina V.V., 1956. Geochemical significance of quantitative Ag-Au ratios. Geokhim, 3, 65-73.
  • Scott C. & Lyons T.W., 2012. Contrasting molyb-denum cycling and isotopic properties in euxinic versus non-euxinic sediments and sedimentary rocks: Refining the paleoproxies. Chem. Geol., 324–325, 19–27.
  • Suzuki K., Suzuki N., Ohme-Takagi M., Shinshi H., 1998. Immediate early induction of mRNAs for ethylene-responsive transcription factors in tobacco leaf strips after cutting. Plant J., 15657–665.
  • Şengüler İ., 1999. Seyitömer (Kütahya) Petrollü şeyl-lerin ekonomik kullanım olanaklarının araştırıl-ması. Doktora tezi, 193 s., Ankara Üniversitesi, F.B.E., Ankara.
  • Tissot F.L.H. & Dauphas N., 2015. Uranium isotop-ic compositions of the crust and ocean: Age correc-tions, U budget and global extent of modern anoxia. Geochim. et Cosmochim. Acta, 167, 113–143.
  • Tissot B.P. & Welte D.H., 1984. Petroleum formation and occurrence. Springer-Verlag, Berlin, 699p.
  • Tribovillard N., Averbuch O., Devleeschouwer X., Racki G., Riboulleau A., 2004. Deep-water anoxia over the Frasnian– Famennian boundary (La Serre, France): a tectonically-induced oceanic anoxic event, Terra Nova, 16, 288–295.
  • Tribovillard N., Algeo T.J., Lyons T., Riboulleau A., 2006. Trace metals as paleoredox and paleoproduc-tivity proxies: An update. Chem. Geol., 232, 12–32.
  • Tribovillard N., Bout-Roumazeilles V., Algeo T., Lyons T.W., Sionneau T., Montero-Serrano J.C., Baudin F., 2008. Paleodepositional conditions in the Orca Basin as inferred from organic matter and trace metal contents. Marine Geol., 254, 62–72.
  • Tribovillard N., Algeo T.J., Baudin F., Riboulleau A., 2012. Analysis of marine environmental conditions based on molybdenum-uranium covariation-Applications to Mesozoic paleoceanography, Chem. Geol., 324-325, 46-58.
  • Wehrly B. & Stumm W., 1989. Vanadyl in natural waters: adsorption, and hydrolysis promote oxy-genation, Geochim. Cosmochim. Acta, 53, 69-77.
  • Ziegler J., 1936. Bericht über die montangeolo-gischen Untersuchungen im Randgebiet des Kütahya Braunkohlenfeldes Seyitömer. MTA Raporu (yayınlanmamış), No.110, Ankara.
Primary Language tr
Subjects Engineering, Multidisciplinary
Journal Section Makaleler
Authors

Author: Ali SARI (Primary Author)
Institution: ANKARA ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Author: Öncü ARSLAN
Institution: TÜRKİYE KÖMÜR İŞLETMELERİ KURUMU GENEL MÜDÜRLÜĞÜ
Country: Turkey


Dates

Publication Date : December 30, 2020

Bibtex @research article { mybd779145, journal = {Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi}, issn = {2536-4561}, address = {Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, B-Blok, Oda No:316, CBÜ Muradiye Yerleşkesi - Muradiye, YUNUSEMRE - MANİSA}, publisher = {Remzi BAŞARI}, year = {2020}, volume = {5}, pages = {14 - 39}, doi = {}, title = {REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR}, key = {cite}, author = {Sarı, Ali and Arslan, Öncü} }
APA Sarı, A , Arslan, Ö . (2020). REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR . Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi , 5 (2) , 14-39 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/mybd/issue/56141/779145
MLA Sarı, A , Arslan, Ö . "REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR" . Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 5 (2020 ): 14-39 <https://dergipark.org.tr/en/pub/mybd/issue/56141/779145>
Chicago Sarı, A , Arslan, Ö . "REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR". Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 5 (2020 ): 14-39
RIS TY - JOUR T1 - REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR AU - Ali Sarı , Öncü Arslan Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - DO - T2 - Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 14 EP - 39 VL - 5 IS - 2 SN - 2536-4561- M3 - UR - Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR %A Ali Sarı , Öncü Arslan %T REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR %D 2020 %J Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi %P 2536-4561- %V 5 %N 2 %R %U
ISNAD Sarı, Ali , Arslan, Öncü . "REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR". Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 5 / 2 (December 2021): 14-39 .
AMA Sarı A , Arslan Ö . REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR. MYBD - JEES. 2020; 5(2): 14-39.
Vancouver Sarı A , Arslan Ö . REDOKSA DUYARLI ELEMENTLERİN İNDİRGEN ORTAMLARDAKİ JEOKİMYASAL DAVRANIŞLARINA TÜRKİYE’DEN BİR ÖRNEK: BOZCAHÖYÜK (SEYİTÖMER/KÜTAHYA) SAHASI BİTÜMLÜ KAYAÇLAR. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi. 2020; 5(2): 14-39.